基于人机交互环境的教学精确观测

教师开展工作时,更多依靠经验进行学生个性分析、教学过程诊断。构建精确教学环境,采集教学过程数据,实现实证教育是新一代教育技术的特点。像其它领域一样,引入计算机观测教学活动是重要趋势。基于人机交互环境设计面向教学、认知过程的新型教学在线观测系统,能采集到传统教育学、心理学范式难以获得的巨量、精确信息。在力学、动力学角度对教学数据进行分析,获得学习速度、加速度、平均速度、关键点、学习动能等认知动力学变量。这些认知动力学参数反映了学习者个性、群体信息,为教学训练、诊断提供支撑。随着1:1数字教学的发展,基于人机交互环境的教学精确观测将为实证教育提供重要支撑。     

基于认知模型的室内移动服务机器人人机耦合协同作业机制

针对老年人和残疾人这类特殊用户群体与服务机器人构成的人机智能系统,提出了基于ACT-R(理性思维的适应性控制)认知架构模型的室内移动服务机器人人机耦合协同作业机制.基于ACT-R认知架构对人机一体化室内移动服务机器人人机协同作业系统进行了总体设计,利用简单自然的人机效应通道,设计了基于ACT-R认知架构的人机耦合界面;通过人-机-环境空间感知耦合,提出并建立了室内移动服务机器人人机一体化协同决策作业机制.最后在室内环境下进行移动服务机器人人机协同作业实验,系统安全高效地完成了作业任务,验证了该机制的有效性.     

基于人机交互的重载机械臂控制方法

针对目前重载机械臂控制系统存在的人机交互性不足问题及重载带来的刚柔耦合问题,设计了一种基于动力学模型的人机交互闭环力!/!位控制算法,并依据该算法设计了7自由度重载机械臂控制系统.首先分析了国内外重载机械臂的工作特点和存在的问题,提出基于力!/!视觉反馈的人机交互方式来增强系统的人机交互性;然后为抑制刚柔耦合带来的控制问题,建立了重载机械臂刚柔耦合动力学模型,提出基于人机交互的重载机械臂力!/!位闭环控制算法.最后搭建重载机械臂控制系统,搭建的控制系统包括人机交互子系统、环境感知子系统、驱动子系统、信息处理子系统及通信子系统.在此基础上,进行重载机械臂控制系统作业试验.试验结果表明,该控制系统能够完成人机交互作业功能,相对于传统重载机械臂作业手段,有效提高了作业效率70%,保障了作业人员安全,验证了所提出控制系统的人机友好性、可行性和实用性.     

异结构不确定时变时滞复杂网络的外同步

本文研究了具有时间延迟的异结构不确定网络之间的外同步问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用双向耦合自适应方法实现了两个结构互异的复杂网络之间的外同步.并且,网络的拓扑结构以及耦合强度也被同时确定.在数值模拟中,选取Van der Pol系统和Duffing系统作为网络节点进行仿真模拟,验证其理论结果的有效性.     

面向情境的移动应用研发

移动网络的出现极大推进普适计算发展,智能设备成为生活、工作不可缺少的部分,形成个体随时、随地在线状态,显具身和情境性,形成应用研发新环境,为软件设计理论、方法、技术等层面创新提供条件。基于被誉为认知科学二次革命的具身、分布认知等新思想,情境、认知将成为移动应用创新切入点,为情境矢量化,认知大数据处理提供理论;移动情境是Agent生存数字空间,其设计思想、方法、矢量化技术直接关系到服务品质。以物流行业移动应用为例,阐述物流情境矢量化架构,认知动力系统结构。     

Fitts’ 模型在移动与可穿戴计算交互中的可用性研究*

近年来移动计算与可穿戴计算范式已进入高速发展期,此类计算范式通常采用基于手持小屏幕与头戴显示器的受限视场显示技术以及基于多点触摸的指点输入技术。然而此类受限视场显示设备将引起交互过程中的变视场及微目标问题,这些问题可能又将导致人机交互绩效的显著变化,进而影响其交互绩效的传统研究工具——Fitts’模型的可用性。通过人机交互实验,分别针对变视场条件及微目标条件对基于指点交互的人机绩效进行了定量分析,并基于此对Fitts’模型在移动与可穿戴计算中的可用性进行了研究。结果表明传统 Fitts’模型不能适用于显示     

一类具有相同结构的表情机器人共同注意方法

为了提高使用者与机器人人机合作过程中的社交和认知能力,针对一类具有相同结构的表情机器人,提出了一种基于静态视觉的人机共同注意实现方法.首先,获取使用者注意焦点的影像像素坐标和焦点到摄像机的距离;其次,通过坐标系变换,求解使用者注意焦点的世界坐标;再次,基于几何法求解机器人本体运动学逆解;最后,根据求得的关节角控制舵机,实现人机共同注意.通过仿真与物理平台的实验,验证了方法的有效性和准确性,为人机交互与合作中共同注意的实现提供了解决方案.     

下肢康复外骨骼人机耦合动力学建模与控制

在行走过程中,患者与外骨骼之间的交互力,决定了患者使用外骨骼的安全性、舒适度以及外骨骼的性能,因而在康复外骨骼的相关研究中受到广泛的关注.本文以可穿戴式的下肢康复外骨骼为研究对象,考虑了患者和外骨骼的耦合作用,给出了人机交互力模型,同时考虑了足底-地面接触力的影响,从而基于第一类拉格朗日方程建立了人机耦合的动力学模型.进一步,考虑患者在不同康复训练阶段的特点和实际需求,给出了相应的控制策略.特别地,在主动康复阶段,从人机交互力模型的角度,给出了基于人机交互力的外骨骼位置阻抗控制中参考轨迹修正量的实际物理解释,并且设计了阻抗PID控制策略.仿真结果表明,使用人机耦合的动力学模型,能够对人机交互力进行有效的分析;进一步,本文在康复训练的主动阶段所设计的控制策略,能够有效地降低人机交互力的水平.     

不要冲动哦! 面对网络硬盘要冷静

宽带网络现在是越来越快,硬盘容量也在节节攀升,原来只限于专业领域的NAS应用,也开始步入寻常百姓家庭了。不过,这网络硬盘盒就真有必要吗?小知识:什么是NAS? NAS(Network Attached Storage)意为"网络附加存储"。NAS基于网络,使用者可以通过网络直接访问硬盘上的内容。而现在民用产品除了基本的网络存储功能外,还有不少加入了BT、电驴下载功能。     

基于认知元的认知计算

为改正已有认知计算不能准确模拟人类认知的缺陷,提出了基于认知元的认知计算。它的认知数据来源于认知元,认知计算由生成认知数据、存储认知数据、优化认知数据组成。研究发现,基于认知元的认知计算符合人类的认知规律;增加存储体容量能够改善认知计算的所有性能指标,当存储体的容量增加到足够大时,成功率及遗忘率可以达到最理想的值,但深化率和反思率却只能达到饱和值。因此,基于认知元的认知计算能够准确模拟人类的认知。